【正文】 其能夠?qū)⑸婕爸辽?產(chǎn)的全過(guò)程集成到一起，使所有的用戶能夠同時(shí)進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造工作，即實(shí)現(xiàn)并行工程。 Pro /Engineer 可以用來(lái)建立實(shí)體幾何模型，對(duì)所建模型進(jìn)行仿真和分析，通過(guò)模擬真實(shí)環(huán)境的工作狀況對(duì)其進(jìn)行分析判斷和干涉檢查，以盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷和潛在的失敗可能，提前進(jìn)行改善和修正。在后梁 AC 范圍內(nèi)，把坐標(biāo)原點(diǎn)取在 A 點(diǎn)，并用截面 11 以右的外力來(lái)計(jì)算彎矩，得到 M1=NxX1=5x104x1=5x104Nm 取 B3 這一段為研究對(duì)象，在 33 截面左側(cè)受力分析得到 M2= NxX1+GxX2=5 x104+ x104= x104 Nm 取 AB 段為研究對(duì)象，在 22 截面右側(cè)受力分析得到 M3= NxX1+GxX2 –FxX3 = = x104Nm 取 A 端面授力分析得到 M4= x104 = x104Nm （ 2）彎矩圖的繪制 以 A 點(diǎn)為原點(diǎn)繪制動(dòng)臂的彎矩圖如圖 222 所示 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（說(shuō)明書） 35 圖 222 動(dòng)臂的彎矩圖 由圖 222 可知截面 A 上的彎矩最大 Mmax=? 104 Nm （ 3） 彎曲應(yīng)力的計(jì)算 WMmaxmax ?? （ 226） W= 6 222211 hbhb ? （ 227） 根據(jù)圖 221 和公式 222 可以得到 W= 6 1536316575 22 ??? = 圖 45 動(dòng)臂的截面 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（說(shuō)明書） 36 由公式（ 226）計(jì)算可得 WMmaxmax ??=4 ???=132 MPa 查表可知 Q235 鋼的許用彎曲應(yīng)力 [? ]=158 MPa 比較得到 max? [? ] 因此可以得出結(jié)論，動(dòng)臂滿足強(qiáng)度要求，具有較大的安全儲(chǔ)備。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（說(shuō)明書） 34 圖 221 舉升工況下工作裝置動(dòng)臂的計(jì)算簡(jiǎn)圖 在計(jì)算內(nèi)力的時(shí)候，一般應(yīng)先求出支座的反力。下面就只校核工作裝置動(dòng)臂在舉升工況下的強(qiáng)度。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（說(shuō)明書） 33 （ 2）載荷的簡(jiǎn)化 在裝載機(jī)工作的時(shí)候，一般工作載荷為均勻載荷，為了方便計(jì)算可以將它簡(jiǎn)化為集中力，作用在鏟斗中部。 根據(jù)整機(jī)縱向穩(wěn)定性條件作用于鏟斗上最大的垂直載荷 N=G? L1/L=105 KN （ 224） 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（說(shuō)明書） 32 式中 : G—— 裝載機(jī)操作重量 L1—— 整機(jī)重心離前橋中心水平距離 L—— 載荷 N 離前橋中心水平距離 以工作裝置為分析對(duì)象 ,分別取鏟斗、叉子掛接框?yàn)楦綦x體得翻斗油缸的作用力為 P= N? L3? L5? L2 ? L4= kN （ 225） 式中 : L2—— 搖臂中鉸孔中心線到轉(zhuǎn)斗缸中心線垂直距離 L3—— 搖臂中鉸孔中心線到拉桿中心線垂直距離 L4—— 鏟斗下鉸孔中心線到拉桿中心線垂直距離 L5—— 載荷 N 到鏟斗下鉸孔中心線垂直距離 由前面公式（ 224）（ 225）計(jì)算可得到 F1= N F2= N 建立動(dòng)臂強(qiáng)度分析力學(xué)模型 圖 219 TZ08D 裝載機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)圖 （ 1）支座的簡(jiǎn)化 在圖 219 中，工作裝置動(dòng)臂前面與叉子掛接框連接，使活動(dòng)端，后面與動(dòng)臂后座連接，是固定端，所以把這端利用固定鉸支座簡(jiǎn)化表示，而另一端是活動(dòng)端。 計(jì)算載荷工況 當(dāng)裝載機(jī)處于鏟斗掘起偏載工況時(shí)，鏟斗插入料堆，翻斗油缸工作， 動(dòng)臂油缸閉鎖。箱形斷面動(dòng)臂的強(qiáng)度和剛度較雙板式動(dòng)臂更好，但其結(jié)構(gòu)和加工均較復(fù)雜。 動(dòng)臂的斷面有單板、雙板和箱形三種結(jié)構(gòu)形式。曲線形動(dòng)臂常用于反轉(zhuǎn)式連桿機(jī)構(gòu)，其形狀容易布置，也容易實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)優(yōu)化。 即連桿強(qiáng)度設(shè)計(jì)符合要求。 取安全系數(shù)為 2，于是 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 223） 計(jì)算得： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（說(shuō)明書） 31 連桿的強(qiáng)度校核 一般在鏟斗掘起時(shí)，連桿受拉，按此工況進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。如果鏟斗插入料堆的同時(shí)，又配合鏟斗的翻轉(zhuǎn)和動(dòng)臂的舉升運(yùn)動(dòng)，則三種同時(shí)存在。而當(dāng)插入停止后鏟斗由轉(zhuǎn)斗油缸反轉(zhuǎn)時(shí)，只存在轉(zhuǎn)斗阻力矩。 這里需要說(shuō)明的是，插入阻力、掘起阻力和轉(zhuǎn)斗阻力并不是任何工況下都同時(shí)存在，而是隨著鏟掘的方法不同，存在一種、兩種或三種。 m， LC =。 ：鏟斗充分插入料堆后開(kāi)始轉(zhuǎn)斗時(shí)，作用在鏟斗與轉(zhuǎn)斗連桿鉸銷上的力 FC 為 FC=MZ/LC(N) (222) 式中 LC— 鏟斗回轉(zhuǎn)中心至 FC 的作用線的垂直距離， m。 m。 計(jì)算得： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =3500 N,錯(cuò)誤 !未找到引用源。 m， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 其中， Ma0 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 m； Ma0— 開(kāi)始轉(zhuǎn)斗靜阻力矩， N因此，開(kāi)始轉(zhuǎn)斗的阻力矩為 MZ=Ma0+(GH+GC)LB(N m。 計(jì)算得： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。又 L=， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 — 開(kāi)始轉(zhuǎn)斗時(shí)的插入阻力， N； 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（說(shuō)明書） 30 x— 鏟斗回轉(zhuǎn)中心與斗刃的水平距離， m； y— 鏟斗回轉(zhuǎn)中心與地面的垂直距離， m； L— 鏟斗的插入深度， m。 為 0 11 .1 0 .4 4xM F x L y? ????? ? ????????? (N 的變化而按雙曲線特性變化。 表示，此時(shí)鏟斗轉(zhuǎn)角 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 3)轉(zhuǎn)斗阻力矩 當(dāng)鏟斗插入料堆一定深度后，用轉(zhuǎn)斗油缸使鏟斗向后翻轉(zhuǎn)，料堆對(duì)鏟斗的反作 用力矩稱為轉(zhuǎn)斗阻力矩。 計(jì)算得： FZ 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 其中 K=30000Pa， B=， LC錯(cuò)誤 !未找到引用源。 FZ=(N) (219) 式中 K— 開(kāi)始舉升鏟斗時(shí)物料的剪切應(yīng)力，它通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，對(duì)于塊度為 ～ 的松散花崗巖，剪切應(yīng)力的平均值取 K=35000Pa； B— 鏟斗寬度， m； LC 錯(cuò)誤 !未找到引用源。最大掘起阻力通常發(fā)生在鏟斗開(kāi)始舉生的時(shí)刻，此時(shí)鏟斗中物料與料堆之間的剪切面積最大，隨著動(dòng)臂的舉升掘起阻力逐漸減 小。掘起阻力同樣與物料的種類、快度、松散程度、密度、料堆之間及物料與鏟斗之間的摩擦阻力有關(guān)。 =。 查取有關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合老師建議， K1 =， K2 =， K3 =， K4 =， B=， L=40cm。計(jì)算上述阻力比較困難，一般按以下經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定插入阻力。插入阻力由鏟斗前切削刃和兩側(cè)斗壁的切削刃的阻力，鏟斗底和側(cè)壁內(nèi)表面與物料的摩擦阻力，鏟斗斗底外表面和物料的摩擦阻力組成。由于物料性質(zhì)和工作機(jī)構(gòu)工作方式的不同，工作阻力有不同的計(jì)算方法，一般工作阻力通常分別按插入阻力、掘起阻力和轉(zhuǎn)斗阻力矩進(jìn)行計(jì)算。 ○ 3 鏟斗邊插入邊收斗或邊插入邊舉臂進(jìn)行鏟掘時(shí)，認(rèn)為鏟斗斗齒受水平插入阻力與垂直掘起阻力的同時(shí)作用。 ○ 1 鏟斗水平插入料堆，工作裝置油缸閉鎖，此時(shí)可認(rèn)為鏟斗斗刃只受水平插入阻力的作用。 由于鏟裝物料的種類和作業(yè)條件不同，裝載機(jī)實(shí)際作業(yè)時(shí)不可能使鏟斗切削刃均勻受載，但可簡(jiǎn)化為兩種極端受載情況：一是對(duì)稱載荷，載荷沿切削刃均勻分布，計(jì)算時(shí)可用一個(gè)作用在斗刃中部的集中載荷來(lái)代替；二是偏心載荷，由于鏟斗偏鏟或物料的不均勻性而 導(dǎo)致物料對(duì)鏟斗的載荷產(chǎn)生不均勻分布，使載荷偏于鏟斗一側(cè)，形成偏心載荷，此時(shí)，通常將其簡(jiǎn)化后的集中載荷加在鏟斗側(cè)邊的第一個(gè)斗齒上。這些力構(gòu)成了裝載機(jī)工作裝置的作業(yè)阻力。MM—— 活塞桿直徑 ? AL—— 液壓缸直徑 ? —— 速度比 ? =22212 MMAL ALVV ?? ??? 公式（ 213） 式中 V2—— 活塞桿的縮入速度 V1—— 活塞桿的伸出速度 液壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度比，一般有 、 、 、 幾種，這里選擇 ? =所以有公式（ 212）計(jì)算得到 ? MM=35 mm 液壓缸行程的確定 液壓缸行程主要依據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要求而定，但為了簡(jiǎn)化工藝和降低成本應(yīng)盡量采用GB234980 中給出 的標(biāo)準(zhǔn)系列值。MM=248。AL—— 液壓缸內(nèi)徑 mm F—— 液壓缸推力 KN P—— 選定的工作壓力 Mpa 對(duì)動(dòng)臂進(jìn)行受力分析得 F=49850 N P=16 Mpa 由公式（ 211）得 248。 液壓缸主要尺寸的計(jì)算 液壓缸的主要幾何尺寸，包括液壓缸的內(nèi)徑，活塞缸直徑和液壓缸的行程等液壓缸內(nèi)徑的計(jì)算工程上， 計(jì)算液壓缸的內(nèi)徑： 根據(jù)載荷力的大小和選定的系統(tǒng)壓力來(lái)計(jì)算液壓缸內(nèi)徑 計(jì)算公式可由式導(dǎo)出： 248。如液壓缸的推力、速度、作用時(shí)間、內(nèi)徑、行程及活塞缸直徑等； (3)根據(jù)選定的工作壓力和材料進(jìn)行液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 液壓油缸設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)根據(jù)主機(jī)的運(yùn)動(dòng)要求，從機(jī)械設(shè) 計(jì)手冊(cè)選擇液壓缸的類型，這里選擇雙作用單活塞桿液壓缸。 =45176。 =錯(cuò)誤 !未找到引用源。 則 錯(cuò)誤 !未找到 引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 — 鏟斗最高位置時(shí)卸載角。 若有 4 1 4 0? ? ? ?? ? ? (210) 成立，則說(shuō)明鏟斗自動(dòng)放平。 ，即卸載狀態(tài)。 =錯(cuò)誤 !未找到引用源。 可得如下結(jié)論：由于六連桿機(jī)構(gòu)在動(dòng)臂舉升時(shí)，鏟斗的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向與其牽連運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，因此，只要合理確定各交接點(diǎn)位置，舉升平動(dòng)的要求是完全有可能達(dá)到的。 — 各工況 時(shí)鏟斗對(duì)地位置角。 1)鏟斗舉升平動(dòng)分析 根據(jù)前述鏟斗舉升時(shí)應(yīng)近似平動(dòng)的要求，應(yīng)有下列不等式成立，即 2 10i?? ??? (29) 式中 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (1)鏟斗對(duì)地位置角 由前面畫圖所知， G 點(diǎn)和 F 點(diǎn)同為一個(gè)鏟斗上的兩個(gè)點(diǎn)，所以鏟斗在直 角坐標(biāo)系中的平面運(yùn)動(dòng)可用 GF 桿的平面運(yùn)動(dòng)來(lái)描述，而在鏟斗舉升過(guò)程中的各瞬時(shí)對(duì)地面的傾角，即鏟斗對(duì)地位置角 ,可用 GF 與地面的夾角 錯(cuò)誤 !未找到引用源。主要參數(shù)有鏟斗位置角、卸載角、卸載高度、卸載距離和倍力系數(shù)等。 綜上所得， E 點(diǎn)與 F 點(diǎn)設(shè)計(jì)位置滿足要求 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（說(shuō)明書） 24 工作裝置連桿機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)分析 六桿機(jī)構(gòu)工作裝置連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)都是與鉸接點(diǎn)的坐標(biāo)有關(guān)的參數(shù)。 為了防治機(jī)構(gòu)出現(xiàn)“死點(diǎn)”，“自鎖”或“撕裂”現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下列不等式。分別以 B 點(diǎn)和 G 點(diǎn)為圓心，以 c 和分別為半徑 畫弧，其交點(diǎn)為 E；再分別以 G 點(diǎn)和 E 點(diǎn)為圓心， a 和 b 半徑畫弧，則其交點(diǎn)必為 F。以免機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生自鎖； ④ 高位卸載工況時(shí)， EF 桿與 GF 桿的傳動(dòng)角也必須大于 10176。 2）確定 E 點(diǎn)和 F 點(diǎn)的位置 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（說(shuō)明書） 23 這兩點(diǎn)位置的確 定要綜合考慮如下四點(diǎn)要求： ① E 點(diǎn)不可與前橋相碰，并且有足夠的最小離地高度； ② 插入工況時(shí)，使 EF 桿盡量與 GF 桿垂直，這樣可獲得較大的傳動(dòng)比角和倍力系數(shù)； ③ 鏟裝工況時(shí)， EF 與 GF 桿的夾角必須小于 170176。 初步設(shè)計(jì)時(shí)， (25)式中各值可按式 (26)中選取。 (2)連桿與鏟斗和搖臂的兩個(gè)鉸接點(diǎn) F、 E 的確 定 因?yàn)?G、 B 兩點(diǎn)已被確定，所以在確定 F 點(diǎn)和 E 點(diǎn)實(shí)際上是為了最終確定與鏟斗相連的四桿機(jī)構(gòu) GFEB 的尺寸，如圖 216 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（說(shuō)明書） 22 圖 216 鏟斗工況簡(jiǎn)圖 II 確定 F、 E 兩點(diǎn)時(shí)，既要考慮對(duì)機(jī)構(gòu)的要求，又要注意動(dòng)力學(xué)的要求，同時(shí)，還要防止前述各種機(jī)構(gòu)被破壞的現(xiàn)象。相對(duì)于前輪胎， B 點(diǎn)在其外廓的左上部。 4)確定動(dòng)臂與搖臂的鉸接點(diǎn) B B 點(diǎn)的位置是一個(gè)十分關(guān)鍵的參數(shù)，它對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比、倍力系數(shù)、連桿機(jī)構(gòu)的布置以及轉(zhuǎn)斗油缸的長(zhǎng)度都有很大影響。 A 點(diǎn)在垂直平分線的位置應(yīng)盡量低些，一般取在前輪右上方，與前 軸心水平距離為軸距的 1/3～ 1/2 處。 ⑤ 連接 G 并作垂直平分線。畫出鏟斗在最高位置卸載時(shí)的位置圖，即工況Ⅳ，令此時(shí)斗尖為 O4， G 點(diǎn)位置為 G1。 代入上式解得： y+z =855mm。 （ 23） 式中 yz— Z 點(diǎn)的 y 坐標(biāo)值， mm； dw— 輪輞直徑， mm； bw— 輪胎寬度， mm； H/ bw— 輪胎斷面高度與寬度之比； λ — 輪胎變形系數(shù)。應(yīng)使輪胎前緣與工況Ⅱ時(shí)的鏟斗后壁的間隙盡量河南